Список заданий по ДМ 2к 2023 осень — различия между версиями
Admin (обсуждение | вклад) |
Admin (обсуждение | вклад) |
||
Строка 127: | Строка 127: | ||
# Пусть $G$ - связный кубический граф, в котором не более двух мостов. Тогда в $G$ существует совершенное паросочетание. | # Пусть $G$ - связный кубический граф, в котором не более двух мостов. Тогда в $G$ существует совершенное паросочетание. | ||
# Приведите пример связного кубического графа, содержащего три моста, в котором нет совершенного паросочетания. | # Приведите пример связного кубического графа, содержащего три моста, в котором нет совершенного паросочетания. | ||
+ | # $k$-факторизацией графа называется разбиение множество ребер графа на его $k$-факторы. Докажите, что $K_4$ имеет единственную 1-факторизацию. | ||
+ | # Найдите число $1$-факторизаций графа $K_6$. | ||
+ | # Найдите число $1$-факторизаций графа $K_{3,3}$. | ||
+ | # Найдите число $1$-факторов графа $K_{2n}$. | ||
+ | # Докажите, что граф $K_{6n-2}$ имеет 3-факторизацию. | ||
+ | # Докажите, что граф $K_{4n+1}$ имеет 4-факторизацию. | ||
+ | # Докажите, что граф $K_9$ представим в виде объединения 4 гамильтоновых циклов. | ||
+ | # Пусть $G$ - регулярный граф степени $k$ с четным числом вершин, причем $\lambda(G) \ge k-1$. Пусть $G'$ получен из $G$ удалением не более чем $k - 1$ ребер. Тогда $G'$ содержит совершенное паросочетание. Указание: используйте теорему Татта. | ||
+ | # Пусть $G$ - регулярный граф степени $k$ с четным числом вершин, причем $\lambda(G) \ge k-1$. Тогда для любого ребра $uv$ существует совершенное паросочетание, содержащее $uv$. | ||
+ | # Докажите, что если $G$ - регулярный граф четной степени, то у него есть 2-фактор. | ||
+ | # Пусть $r<k$ и хотя бы одно из них нечетно. Докажите, что существует $G$ - регулярный граф степени $k$, у которого нет $r$-фактора. | ||
+ | # Множество $S\subset V$, для которого $odd(G\setminus S)-|S|=def(G)$, называется барьером. $A(G)$ является барьером графа. Приведите пример графа, в котором $A(G)$ не является максимальным по включению барьером. | ||
+ | # Приведите пример графа, в котором $A(G)$ не является минимальным по включению барьером. | ||
+ | # Докажите, что пересечение двух максимальных по включению барьеров также является барьером. | ||
+ | # Пусть $x\in A(G)\cup C(G)$, $G'=G\setminus x$, $B'$ - барьер графа $G'$. Докажите, что $B=B'\cup x$ - барьер графа $G$. Следствие: любая вершина из $A(G) \cup C(G)$ входит в барьер графа $G$. | ||
+ | # Пусть $B$ - барьер графа $G$, тогда $B\cap D(G)$ пусто и все компоненты $D(G)$ являются подмножествами нечетных компонент связности графа $G\setminus B$. | ||
+ | # Пусть $B$ - барьер графа $G$, причем $x \in B$. Тогда $B' = B \setminus x$ - барьер графа $G' = G \setminus x$. | ||
+ | # Докажите, что пересечение всех максимальных по включению барьеров $G$ равно $A(G)$. | ||
+ | # Лапой называется индуцированный подграф $K_{1, 3}$ - вершина (центр лапы) и три её соседа, не связанные между собой. Докажите, что если $B$ - минимальный по включению барьер $G$, то каждая вершина $B$ - центр лапы в $G$. | ||
+ | # Докажите, что если связный граф $G$ содержит четное число вершин и не содержит лапы, то он содержит совершенное паросочетание (Теорема Сумнера-Лас Вергнаса). |
Версия 21:40, 25 октября 2023
- Постройте граф с $n$ вершинами, $m$ ребрами и $k$ компонентами связности. Здесь и далее """"постройте граф с $n$ вершинами, ..."""" означает, что вы должны рассказать способ для любого $n$ построить искомый граф, либо рассказать, для каких $n$ такой граф существует и указать способ его построить, а для остальных $n$ доказать, что такого графа не существует. Аналогично следует поступить с другими параметрами, указанными в условии задачи.
- Обозначим как $N(u)$ множество соседей вершины $u$. Постройте граф с $n$ вершинами, в котором множества $N(u)$ совпадают для всех вершин $u$. Опишите все такие графы. Обозначим как $N[u]$ множество, содержащее вершину $u$, а также соседей вершины $u$. Постройте граф с $n$ вершинами, в котором множества $N[u]$ совпадают для всех вершин $u$. Опишите все такие графы.
- Постройте граф с $n$ вершинами, где каждая вершина имеет степень $d$.
- Докажите, что любой граф, содержащий хотя бы две вершины, имеет две вершины одинаковой степени.
- Докажите, что в графе число вершин нечетной степени четно. Докажите, что если в графе ровно две вершины нечетной степени, то они лежат в одной компоненте связности.
- Докажите, что для любого графа $G$ можно записать в каждой вершине $u$ такое число $d(u)$, что числа $d(u)$ и $d(v)$ имеют общий делитель, отличный от 1, тогда и только тогда, когда в графе $G$ есть ребро $uv$.
- В графе $G$ можно записать в каждой вершине $u$ такое число $d(u)$, что числа $d(u)$ и $d(v)$ равны тогда и только тогда, когда в графе $G$ есть ребро $uv$. Что можно сказать про граф $G$?
- Граф называется кубическим, если степень всех вершин равна 3. Три вершины графа образуют треугольник, если они попарно соединены ребром. Постройте кубический граф с $n$ вершинами, не содержащий треугольников.
- Доказать или опровергнуть, что если ребро $uv$ - мост, то $u$ и $v$ - точки сочленения. Доказать или опровергнуть, что если $u$ и $v$ - точки сочленения, то $uv$ - мост.
- Рассмотрим отношение на рёбрах - $R$. $ab R cd$, если 1) $ab$ и $cd$ имеют общую вершину; 2) $ab$ и $cd$ лежат на простом цикле. Доказать, что вершинная двусвязность - это $R^*$.
- Доказать, что ребро $uv$ - мост тогда и только тогда, когда $uv$ вершинно двусвязно только с самим собой.
- Обозначим как $\delta(G)$ минимальную степень вершины $G$. Докажите, что если в графе с $n$ вершинами $\delta(G) > (n - 1) / 2$, то он связен.
- Докажите, что наименьшее число вершин в кубическом графе, в котором есть мост, равно 10.
- Докажите, что любой кубический граф, который содержит точку сочленения, содержит также мост.
- Докажите, что граф связен тогда и только тогда когда для любого разбиения его множества вершин $V$ на два непустых непересекающихся множества $X$ и $Y$ существует ребро, соединяющее эти множества.
- Докажите, что либо граф $G$, либо его дополнение $\overline{G}$ связен.
- Будем говорить, что $G$ связан короткими путями, если между любыми двумя вершинами в $G$ есть путь длины не более 3. Докажите, что либо $G$, либо $\overline G$ связан короткими путями. Приведите пример графа, что ни он, ни его дополнение не связаны путями длины не больше 2.
- Граф называется самодополнительным, если он изоморфен своему дополнению. Приведите примеры самодополнительных графов с 4 и 5 вершинами. Докажите, что если граф является самодополнительным, то он содержит либо $4n$ либо $4n+1$ вершину для некоторого целого положительного $n$.
- Докажите, что для любого целого положительного $n$ существует самодополнительный граф, содержащий $4n$ вершин, а также самодополнительный граф, содержащий $4n+1$ вершину.
- Докажите, что в связном графе любые два самых длинных простых пути имеют общую вершину.
- Докажите или опровергните, что в связном графе все простые пути, имеющие максимальную возможную длину в этом графе, имеют общую вершину.
- Центром графа называется вершина $u$, для которой кратчайшее расстояние до наиболее удаленной от $u$ вершины минимально. Докажите, что у дерева не более двух центров.
- Барицентром графа называется вершина $u$, сумма расстояний от которой до остальных вершин минимальна. Докажите, что у дерева не более двух барицентров.
- Каждое дерево является двудольным графом. А какие деревья являются полными двудольными графами?
- Докажите, что если $v$ точка сочленения в $G$, то $v$ не точка сочленения в $\overline G$.
- Докажите, что число помеченных неподвешенных деревьев есть $n^{n-2}$, используя теорему Кирхгофа.
- Сколько остовных деревьев у полного двудольного графа $K_{n,m}$?
- Какое максимальное количество попарно непересекающихся остовных деревьев может быть в графе с $n$ вершинами?
- Диаметром графа называют максимальное значение кратчайшего пути между двумя его вершинами. Пусть связный граф $G$ имеет хотя бы 4 вершины и диаметр $d$. Докажите или опровергните, что у $G$ есть остовное дерево с диаметром $d$.
- Рассмотрим множество остовных деревьев связного графа $G$. Построим граф $S_G$, вершинами которого являются остовные деревья $G$, а две вершины $T_1$ и $T_2$ соединены ребром, если дерево $T_2$ можно получить из $T_1$ удалением одного ребра и добавлением другого. Докажите, что $S_G$ является связным.
- Докажите, что две вершины $T_1$ и $T_2$ в $S_G$ соединены ребром тогда и только тогда, когда их объединение содержит ровно один простой цикл.
- Пусть связный граф $G$ содержит $n$ вершин, докажите, что диаметр $S_G$ не превышает $n - 1$.
- Приведите пример связного графа $G$, содержащего $n$ вершин, для которого граф $S_G$ имеет диаметр $n - 1$.
- Докажите, что для любого $1 \le k \le n - 1$ существует связный граф $G$, содержащий $n$ вершин, такой что диаметр $S_G$ равен $n - k$.
- Докажите, что если в связном графе есть реберно простой цикл длины $k$, то у графа есть не менее $k$ остовных деревьев.
- Дан код Прюфера дерева. Найдите степень каждой вершины, не восстанавливая дерево явно.
- Даны числа $d_1, d_2, \ldots, d_n$. Докажите, что количество деревьев, в которых $deg(1) = d_1$, ..., $deg(n) = d_n$ равно $\frac {(n-2)!} {\Pi (d_i - 1)!}$
- Обобщение формулы Кэли. Пусть дан полный граф, и остовный лес в нём, компоненты связности леса состоят из $c_1, c_2, \ldots, c_k$ вершин. Докажите, что число способов добавить ребра, чтобы получилось остовное дерево, равно $c_1 c_2 \ldots c_k (c_1+c_2+\ldots+c_k)^{k-2}$.
- Для $n \ge 2$, найдите формулу для количества остовных деревьев $K_n$, содержащих ребро $1 - 2$,
- Обобщите матричную теорему Кирхгофа для следующей задачи: дан ориентированный граф и вершина $r$, нужно найти количество корневых деревьев с корнем в $r$.
- Сколько раз необходимо оторвать карандаш от бумаги, чтобы нарисовать граф $K_n$, не проводя никакое ребро два раза, в зависимости от $n$?
- Сколько раз необходимо оторвать карандаш от бумаги, чтобы нарисовать граф $K_{n,m}$, не проводя никакое ребро два раза, в зависимости от $n$ и $m$?
- Докажите, что связный граф эйлеров тогда и только тогда, когда каждый его блок (компонента вершинной двусвязности) эйлеров
- Сбалансированной ориентацией неориентированного графа называют такую ориентацию всех его ребер, чтобы в каждую вершину входило столько же ребер, сколько выходит. Какие графы имеют сбалансированную ориентацию?
- Граф называется произвольно вычерчиваемым из вершины $u$, если следующая процедура всегда приводит к эйлеровому циклу: начиная с вершины $u$, переходим каждый раз по любому исходящему из текущей вершины ребру, по которому ранее не проходили. Докажите, что эйлеров граф является произвольно вычерчиваемым из $u$, если любой его простой цикл содержит $u$.
- Докажите, что если граф $G$ является произвольно вычерчиваемым из $u$, то $u$ имеет максимальную степень в $G$.
- Докажите, что если граф $G$ является произвольно вычерчиваемым из $u$, то либо $u$ - единственная точка сочленения в $G$, либо в $G$ нет точек сочленения.
- Реберным графом для графа $G$ называется граф $G_E$, множество вершин которого совпадает с множеством ребер исходного графа, два ребра $e$ и $f$ соединены ребром в реберном графе, если у них есть общая инцидентная вершина. В каком случае ребра реберного графа можно разбить на полные подграфы таким образом, чтобы каждая вершина принадлежала в точности двум из подграфов?
- Выразите число треугольников в реберном графе $G_E$ через число треугольников графа $G$ и набор его степеней.
- В каком случае связный граф $G$ имеет регулярный реберный граф?
- Постройте связный граф $G$ с $n \ge 4$ вершинами, для которого граф $G_E$ не эйлеров, а граф $(G_E)_E$ эйлеров.
- Докажите, что если $G$ содержит $n \ge 5$ вершин, то если $((G_E)_E)_E$ эйлеров, то $(G_E)_E$ эйлеров.
- Сколько существует неизоморфных связных неориентированных эйлеровых графов с 4 вершинами?
- Сколько существует неизоморфных связных неориентированных эйлеровых графов с 5 вершинами?
- Сколько существует неизоморфных связных неориентированных эйлеровых графов с 6 вершинами?
- Сколько эйлеровых циклов у $K_n$?
- Ребра связного неориентированного графа раскрашены в 2 цвета: красный и синий, причем каждой вершине инцидентно равное число ребер красного и синего цвета. Докажите, что между любой парой вершин существует путь (не обязательно простой), в котором любые два соседних ребра имеют разные цвета.
- На некоторых клетках таблицы $n\times n$ стоит фишка, причем в каждой горизонтали и в каждой вертикали стоит хотя бы две фишки. Докажите или опровергните, что можно убрать часть фишек, чтобы в каждой вертикали и в каждой горизонтали стояло ровно по две фишки.
- Дан неориентированный регулярный граф, степень каждой вершины которого равна $k^2$. Звездой называется набор из $k$ ребер, инцидентных одной и той же вершине. Докажите или опровергните, что можно разбить все ребра этого графа на звезды.
- Порожденным (также индуцированным) подграфом называется подграф, полученный удалением некоторого множества вершин и всех инцидентных ребер. Докажите или опровергните, что если $G$ содержит порожденный тета-подграф (две вершины, соединенные тремя путями длины хотя бы 2), то $G$ не гамильтонов.
- Обозначим как $G^3$ граф, в котором две вершины соединены, если они соединены в $G$ путем длины не более 3. Докажите, что если $G$ связен, то $G^3$ гамильтонов.
- Докажите, что каждое ребро $G^3$ принадлежит его некоторому простому циклу
- Продемонстрируйте пример негамильтонова графа с 10 вершинами, где для любой пары несмежных вершил $u$ и $v$ сумма их ступеней хотя бы 9.
- Граф называется произвольно гамильтоновым, если следующая процедура всегда приводит к гамильтонову циклу: начиная с произвольной вершины $u$, переходим каждый раз по любому исходящему из текущей вершины ребру, другой конец которого мы ранее не посещали, либо обратно в вершину $u$, если непосещенных соседей нет. Опишите все произвольно гамильтоновы графы.
- Будем называть последовательность $(d_1, \ldots, d_n)$ степенной последовательностью, если существует граф с такими степенями вершин. Приведите критерий, проверяемый за полиномиальное время, что заданная последовательность является степенной.
- Теорема "Антихватала". Докажите, что если для степенной последовательности не выполнено условие теоремы Хватала, то найдется граф со степенной последовательностью, мажорирующей данную, не содержащий гамильтонова цикла.
- Теорема "Антидирака". Для любого $n \ge 3$ постройте граф, степень каждой вершины которого хотя бы $\lceil n / 2\rceil - 1$, который не является гамильтоновым.
- Докажите, что если сумма степеней любых двух несмежных вершин графа $G$ не меньше $n+1$, то любые две различные вершины $G$ можно соединить гамильтоновым путем.
- Докажите, что если в графе с $n$ вершинами хотя бы $(n^2-3n+6)/2$ ребер, то он гамильтонов
- Реберным графом для графа $G$ называется граф $G_E$, множество вершин которого совпадает с множеством ребер исходного графа, два ребра $e$ и $f$ соединены ребром в реберном графе, если у них есть общая инцидентная вершина. Докажите или опровергните, что если $G$ является эйлеровым, то реберный граф является гамильтоновым.
- Докажите или опровергните, что если $G_E$ является гамильтоновым, то граф $G$ является эйлеровым.
- Постройте минимальный по числу ребер связный граф, рёберный граф которого не пуст и в реберном графе которого нет гамильтонова цикла.
- Докажите, что $G_E$ гамильтонов тогда и только тогда, когда граф $G$ содержит циклический реберно простой путь, содержащий для каждого ребра графа $G$ хотя бы одну вершину, ему инцидентную.
- Докажите усиленную версию теоремы Редеи-Камеона: в любом сильно связном турнире с $n$ вершинами есть простой цикл любой длины от $3$ до $n$.
- Докажите, что в любом турнире существует вершина, из которой достижимы все остальные за не более, чем 2 шага
- Рассмотрим все такие гамильтоновы графы, что после удаления любой вершины (и всех инцидентных ребер) он становится гамильтоновым. Докажите, что в таком графе хотя бы 10 вершин, постройте такой граф с 10 вершинами.
- Обозначим как $\lambda(G)$ минимальное число ребер, которое нужно удалить в графе, чтобы он потерял связность, $\kappa(G)$ - минимальное число вершин, которое нужно удалить в графе, чтобы он потерял связность (для полного графа полагаем $\kappa(G)=n-1$). Докажите, что $\kappa(G) \le \lambda(G) \le \delta(G)$.
- Докажите. что для любых $1 \le \kappa(G) \le \lambda(G) \le \delta(G)$ существует граф $G$ с такими параметрами.
- Докажите, что не существует графов с $\kappa(G) = 3$ и $7$ ребрами.
- Пусть $G$ - полный двудольный граф, за исключением $K_{2,2}$. Докажите $\lambda(G)=\delta(G)$, почем единственный способ удалить $\lambda(G)$ ребер, чтобы граф потерял связность - удалить все ребра, инцидентные одной из вершин.
- Графы $G_1$, содержащий $n_1$ вершин и $m_1$ ребер, и $G_2$, содержащий $n_2$ вершин и $m_2$ ребер, гомеоморфны. Докажите, что $n_1+m_2 = n_2+m_1$.
- Рассмотрим параметрически заданную замкнутую кривую $\phi(t)$, будем говорить, что она имеет самопересечение, если есть точка на кривой, которая порождается двумя различными значениями параметра $t_1$ и $t_2$, причем в окрестности этой точки фрагменты кривой в окрестности параметра $t_2$ лежат по разную сторону от кривой в окрестности параметра $t_1$. Докажите, что планарный эйлеров граф содержит эйлеров цикл, не имеющий самопересечений.
- Приведите пример вершинно двухсвязного планарного графа, который не является гамильтоновым.
- Докажите, что планарный четырехсвязный граф гамильтонов.
- Пусть $G$ - связный планарный граф, в котором каждый треугольник ограничивает область, не содержащую ребер, причем добавление любого ребра нарушает его планарность. Докажите, что $G$ гамильтонов.
- Докажите, что любой трехсвязный планарный граф имеет остов, у которого наибольшая степень равна 3.
- Докажите, что все колеса самодвойственны.
- Докажите, что в планарном графе $O(n)$ треугольников.
- Докажите, что можно ориентировать ребра планарного графа так, что $deg^-(v) \le 5$ для всех вершин $v$.
- Докажите, что можно ориентировать ребра планарного графа так, что $deg^-(v) \le 3$ для всех вершин $v$.
- Уложите четырехмерный куб на поверхности тора
- Уложите $K_7$ на поверхности тора
- Докажите, что $K_8$ нельзя уложить на поверхности тора
- Найдите максимальное $k$, что граф $K_k$ можно уложить на сфере с двумя ручками.
- Докажите, что для любого $m$ существует $k$, такое что граф с $K_k$ нельзя уложить на сфере с $m$ ручками.
- Посчитать хроматический многочлен цикла $C_n$
- Посчитать хроматический многочлен колеса $C_n + K_1$.
- Посчитать хроматический многочлен полного двудольного графа $K_{n,m}$.
- Приведите пример двух связных графов, которые не являются деревьями, не являются изоморфными и имеют одинаковые хроматические многочлены.
- Докажите, что если длина максимального простого нечетного цикла в $G$ есть $k$, то $\chi(G)\le k + 1$.
- Если степени вершин графа $G$ равны $d_1 \ge d_2 \ge \ldots \ge d_n$, то $\chi(G)\le \max\min\{i, d_i+1\}$.
- Докажите или опровергните, что если граф $G$ с $n$ вершинами содержит гамильтонов цикл, причем ему принадлежат не все ребра графа, то (а) $\chi(G) \le 1 + n/2$ (б) $\chi(G) \ge 1 + n/2$ .
- Конъюнкцией $G_1 \wedge G_2$ графов называется граф с $V = V_1 \times V_2$, $(u_1, u_2)-(v_1, v_2) \in E$, если $u_1v_1 \in E_1$ и $u_2v_2\in E_2$. Доказать, что хроматическое число конъюнкции $G_1\wedge G_2$ графов $G_1$ и $G_2$ двух графов не превосходит хроматических чисел этих графов.
- Рассмотрим связный граф $G$, не являющийся простым циклом нечетной длины, все простые циклы которого нечетны. Обозначим как $\chi'(G)$ минимальное число цветов, в которое можно раскрасить ребра граф $G$, чтобы ни в какую вершину не входило ребер одного цвета. Докажите, что $\chi'(G)=\Delta(G)$.
- Докажите, что в любой раскраске реберного графа каждая вершина смежна не более чем с двумя вершинами одного цвета
- Доказать формулу Зыкова для хроматического многочлена графа $G$: $P_G(x)=\sum\limits_{i=1}^n pt(G,i)x^{\underline{i}}$, где $pt(G,i)$ — число способов разбить вершины $G$ на $i$ независимых множеств.
- Доказать формулу Уитни: пусть $G$ - обыкновенный $(n, m)$ - граф. Тогда коэффициент при $x^i$, где $1\le i\le n$ в хроматическом многочлене $P_G(x)$ равен $\sum \limits_{j=0}^{m}{(-1)^jN(i, j)}$, где $N(i, j)$ - число остовных подграфов графа $G$, имеющих $i$ компонент связности и $j$ рёбер.
- Граф называется однозначно раскрашиваемым, если любые две его раскраски в $\chi(G)$ цветов совпадают с точностью до переименования цветов. Приведите пример однозначно раскрашиваемого связного графа и связного графа, который не является однозначно раскрашиваемым
- Какое минимальное число вершин может быть в однозначно раскрашиваемом в 3 цвета графе, отличном от полного графа?
- Какое минимальное число ребер может быть в однозначно раскрашиваемом в $k$ цветов графе с $n$ вершинами?
- Доказать или опровернгнуть: любое вершинное покрытие содержит как подмножество минимальное по мощности вершинное покрытие.
- Докажите, что $\alpha(G) \ge \frac{n}{1+\Delta(G)}$.
- Докажите, что $\alpha(G) \ge \sum (1 + \deg u)^{-1}$.
- Как может поменяться $\alpha(G)$ при удалении ребра? Удалении вершины? Добавлении ребра?
- Верно ли, что для двудольного графа значение $\alpha(G)$ равно размеру максимальной доли?
- Докажите, что $G$ двудольный тогда и только тогда, когда для любого $H$ - подграфа $G$ выполнено $\alpha(H) \ge |VH|/2$ ($VH$ - множество вершин графа $H$).
- Докажите, что если в дереве расстояние между двумя любыми листьями четно, то в нем существует единственное максимальное по числу вершин независимое множество. Верно ли обратное?
- Зафиксируем $n$ и $k$. Рассмотрим граф, удовлетворяющий следующим условиям: (1) граф $G$ содержит $n$ вершин; (2) $\omega(G) \le k$. Среди таких графов рассмотрим граф с максимальным числом ребер. Этот граф называется граф Турана. Докажите, что в графе Турана любые две несмежные вершины имеют равную степень.
- Степень любых двух смежных вершин в графе Турана отличается не более чем на $1$.
- Оцените, сколько ребер в графе Турана.
- Граф называется $\alpha$-критическим, если удаление любого ребра увеличивает $\alpha(G)$. Приведите пример $\alpha$-критического и не $\alpha$-критического графа.
- Докажите, что в любом дереве, кроме $K_2$ существует минимальное по числу вершин вершинное покрытие, включающее все вершины, соседние с листьями.
- Доминирующим множеством в графе называется множество вершин, такое что каждая вершина либо входит в это множество, либо имеет соседа в этом множестве. Докажите, что независимое множество вершин является максимальным по включению если и только если оно является доминирующим.
- Обозначим размер минимального доминирующего множества в графе как $\gamma(G)$. Как связаны $\alpha(G)$ и $\gamma(G)$?
- Докажите, что если в графе $G$ нет изолированных вершин, и $A$ - минимальное по включению доминирующее множество в $G$, то существует $B$, не имеющее общих вершин с $A$, также являющееся минимальным по включению доминирующим множеством в $G$.
- Обозначим размер минимального по мощности вершинного покрытия множества в графе как $\beta(G)$. Как связаны $\gamma(G)$ и $\beta(G)$?
- Пусть $G$ - связный кубический граф, в котором не более двух мостов. Тогда в $G$ существует совершенное паросочетание.
- Приведите пример связного кубического графа, содержащего три моста, в котором нет совершенного паросочетания.
- $k$-факторизацией графа называется разбиение множество ребер графа на его $k$-факторы. Докажите, что $K_4$ имеет единственную 1-факторизацию.
- Найдите число $1$-факторизаций графа $K_6$.
- Найдите число $1$-факторизаций графа $K_{3,3}$.
- Найдите число $1$-факторов графа $K_{2n}$.
- Докажите, что граф $K_{6n-2}$ имеет 3-факторизацию.
- Докажите, что граф $K_{4n+1}$ имеет 4-факторизацию.
- Докажите, что граф $K_9$ представим в виде объединения 4 гамильтоновых циклов.
- Пусть $G$ - регулярный граф степени $k$ с четным числом вершин, причем $\lambda(G) \ge k-1$. Пусть $G'$ получен из $G$ удалением не более чем $k - 1$ ребер. Тогда $G'$ содержит совершенное паросочетание. Указание: используйте теорему Татта.
- Пусть $G$ - регулярный граф степени $k$ с четным числом вершин, причем $\lambda(G) \ge k-1$. Тогда для любого ребра $uv$ существует совершенное паросочетание, содержащее $uv$.
- Докажите, что если $G$ - регулярный граф четной степени, то у него есть 2-фактор.
- Пусть $r<k$ и хотя бы одно из них нечетно. Докажите, что существует $G$ - регулярный граф степени $k$, у которого нет $r$-фактора.
- Множество $S\subset V$, для которого $odd(G\setminus S)-|S|=def(G)$, называется барьером. $A(G)$ является барьером графа. Приведите пример графа, в котором $A(G)$ не является максимальным по включению барьером.
- Приведите пример графа, в котором $A(G)$ не является минимальным по включению барьером.
- Докажите, что пересечение двух максимальных по включению барьеров также является барьером.
- Пусть $x\in A(G)\cup C(G)$, $G'=G\setminus x$, $B'$ - барьер графа $G'$. Докажите, что $B=B'\cup x$ - барьер графа $G$. Следствие: любая вершина из $A(G) \cup C(G)$ входит в барьер графа $G$.
- Пусть $B$ - барьер графа $G$, тогда $B\cap D(G)$ пусто и все компоненты $D(G)$ являются подмножествами нечетных компонент связности графа $G\setminus B$.
- Пусть $B$ - барьер графа $G$, причем $x \in B$. Тогда $B' = B \setminus x$ - барьер графа $G' = G \setminus x$.
- Докажите, что пересечение всех максимальных по включению барьеров $G$ равно $A(G)$.
- Лапой называется индуцированный подграф $K_{1, 3}$ - вершина (центр лапы) и три её соседа, не связанные между собой. Докажите, что если $B$ - минимальный по включению барьер $G$, то каждая вершина $B$ - центр лапы в $G$.
- Докажите, что если связный граф $G$ содержит четное число вершин и не содержит лапы, то он содержит совершенное паросочетание (Теорема Сумнера-Лас Вергнаса).